موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس المولد الكهربائي Electrical Generator
تستخدم المولدات الكهربائية التزامنية في محطات التوليد لتحويل القدرة الميكانيكية إلى قدرة كهربائية. يوصل كل مولد كهربائي بتوربين بخار عبر عمود لنقل الحركة ليدور بنفس السرعة.
تكون هذه السرعة ثابتة ولا تتغير مع تغير الأحمال نتيجة لوجود نظام التحكم في السرعة. يتناسب التردد تناسبًا طرديًا مع سرعة دوران المولد (أو التربين) ولذلك يتم تحديد السرعة مسبقًا وتثبيتها للحصول على تردد ثابت للطاقة الكهربائية الناتجة. كما أن لذلك علاقة بعدد أقطاب المولد والقنون التالي يوضح تلك العلاقة:
حيث معادلة (rpm)m: ناقش صورة معادلة سرعة دوران المولد بالدورة في الدقيقة.
(poles)p: عدد أقطاب المولد التزامني.
(Hz)f: تردد التيار الكهربائي بالهرتز
إذا كان التردد المطلوب 60 Hz وعدد الأقطاب في المود P=2 كما هو الحال في أغلب المحطات الحرارية فمن الضروري أن تكون سرعة المولدات في هذه المحطات 3600 دورة في الدقيقة أما إذا كان عدد الأقطاب أربعة فالسرعة تكون النصف أي 1800 دورة في الدقيقة .
ترتفع حرارة المولد عند التشغيل إلى درجة كبيرة مما يستدعي استخدام نظام للتبريد ذي كفاءة عالية. يختلف نظام التبريد من مولد إلى آخر حسب حجم وقدرة المولد. تعتمد المولدات ذات القدرة المنخفضة والمتوسطة على نظام التبريد بالهواء فيما يستخدم الهيدروجين السائل في المولدات الكبيرة ذات القدرة العالية. بعض هذه المولدات تستخدم نظامًا مزدوجًا للتبريد يعتمد على الهواء والهيدروجين في نفس الوقت .
نظام التحكم في التردد والقدرة للمولد التزامني: يوضح الشكل رقم8 نظامًا للتحكم الأوتوماتيكي في التردد في محطات البخار وذلك بالتحكم في سرعة التوربين. يتم التحكم في هذه السرعة عن طريق ضغط البخار عبر الصمام المخصص لذلك. يتلقي هذا الصمام الإشارة بالفتح أو بالغلق حسب الحاجة من وحدة التحكم الأوتوماتيكي للمحطة. تحدد هذه الوحدة إشاراتها من خلال القياسات الآنية للتردد عند خرج المولد وما تم تحديده مسبقًا كمعطيات ثابتة للمحطة. كما يؤمن هذا النظام التحكم في القدرة الفعالة المتبادلة مع الشبكة بعد الربط.
نظام التحكم في الجهد ومعامل القدرة للمولد التزامني:
يحتاج المولد إلى مصدر للتيار المستمر لتأمين المجال المغناطيسي وتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية حسب نظرية لينز، ويسمى هذا المصدر بنظام الإثارة أو المثير Exciter، يؤمن هذا النظام عملية التحكم في قيمة الجهد الكهربائي عند خرج المولد وذلك بالتحكم في قيمة تيار المجال كما يتضح من الشكل9. يمكننا تثبيت جهد المولد عبر هذا النظام عند المتسوي المطلوب لربطه بالشبكة كما يمكننا المحافظة على معامل القدرة عند قيمة واحد بعد الربط.
المثير Exciter: هو عبارة عن مصدر للتيار المستمر يغذي ملفات المجال للمولد التزامني ويسمى تيار المجال، حيث يتحكم في كمية الفيض المغناطيسي وبالتالي في الجهد.
المنظم Rrgulator: يقارن تيار المجال المطلوب مع تيار الإثارة الموجود ويضخم إشارة التحكم لإعطائها القدرة الكافية على التحكم في المثير.
محول الطاقة Transducer: يعمل على تخفيض الجهد عند خرج المولد وتحويله إلى جهد مستمر ليتسنى مقارنته مع الإسناد (المرجع) الذي يمثل الجهد المطلوب إنتاجه وذلك عبر المنظم.
موازن الشبكة Power system stabilizer: يعطي إشارات تحكم إضافية للمنظم لمضاءلة الهزات الحاصلة في الشبكة عند الحالات العابرة وتثبيت الجهد عند قيمة معينة.
دوائر الوقاية Protective citrcuits: دورها يتمثل في حماية المولد ودوائر الإثارة بحيث يراعي القدرة القصوى لكل منهما ولا يتجاوزها.
